Die Erfindung betrifft ein Rollierwerkzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung einen Rollenkäfig, eine Rollenkäfighälfte, eine Innenwalze, einen Innenwalzensatz und eine Baugruppe für ein derartiges Rollierwerkzeug. Ein derartiges Rollierwerkzeug ist z.B. aus der DE 10 2013 018 899 A1 bekannt und dient dem spanlosen Glätten von rauen Oberflächen durch konisch ausgebildete Wälzkörper in Form von Rollierrollen. Das Rollierwerkzeug wird verwendet, um eine metallische Oberfläche zu glätten, die nach Grobbearbeitungsgängen wie etwa Drehen, Fräsen, Schleifen etc. regelmäßig eine Oberflächenstrukturierung oder eine Rauigkeit aufweist. Dabei fährt der die Rollierrollen tragende Rollenträger des Rollierwerkzeugs in Umfangsrichtung rotierend in einer Vorschubrichtung an der zu bearbeitenden Oberfläche des Werkstücks entlang, wobei die Rollierrollen die zu bearbeitenden Oberfläche kontaktieren. Aufgrund eines Anpressdrucks der Rollierrollen wird die Oberflächenschicht des Werkstücks durch plastische Verformung geglättet. Dazu werden beim Rollieren die Rollierrollen mit einer senkrecht zur Lauffläche gerichteten Kraft (Rollierkraft) beaufschlagt. Neben der Glättungswirkung wird deshalb auch eine Verfestigungswirkung am Werkstück erzielt. Das zu glättende Werkstück ist beispielsweise aus einem weichen Werkstoff, wie etwa Aluminium, und die Rollierrollen sind aus einem relativ zu dem zu glättenden Werkstück aus einem härteren Werkstoff, wie etwa Stahl, Hartmetall oder Vollhartmetall gefertigt. Unter Hartmetallen versteht man gesinterte Carbidhartmetalle (engl. Cemented carbide). Hartmetall besteht meistens aus 90- 94 % Wolframcarbid, Titancarbid, Titancarbid, Tantalcarbid, Chromcarbid oder Vanadiumcarbid (Verstärkungsphase) und 6-10 % Cobalt (Matrix, Bindemittel, Zähigkeitskomponente) sowie evtl. Kohlenstoff. Die Wolframcarbidkörner sind durchschnittlich etwa 0,5-1 Mikrometer groß. Das Cobalt füllt die Zwischenräume.

Während die Glättungswirkung bei herkömmlichen Rollierwerkzeugen im Vordergrund steht, kann zusätzlich auch der Verfestigungs- und Verformungseffekt des Rollierwerkzeugs ausgenutzt werden. So hat sich etwa herausgestellt, dass in eine zu bearbeitende Oberfläche eingebrachte Nuten mit dazwischen angeordneten Stegen mithilfe eines Rollierwerkzeugs derart verformbar sind, dass Hinterschnitte entstehen. Die einwirkende Rollierkraft drückt nämlich beim Rollieren von oben auf die Stege und plättet deren Scheitelabschnitte, während die Nutböden im Wesentlichen unverändert bleiben. Dieser Effekt kann besonders vorteilhaft sein, da die Herstellung von Nuten mit Hinterschnitten mit Hilfe herkömmlicher spanender Verfahren komplex und zeitaufwändig ist. Anschließend kann eine Beschichtungsmasse in die Nuten mit Hinterschnitt eingebracht werden, wobei diese Beschichtungsmasse in die Hinterschnittabschnitte der Nuten eingreifen kann, so dass sie besonders fest in den Nuten verankert ist. Ein solches Verfahren ist beipielsweise aus DE 10 2013 01 1 726.7 bekannt.

Allerdings hat sich herausgestellt, dass die Rollierrollen gemäß der DE 10 2013 018 899 A1 aufgrund ihrer konischen Ausbildung entlang ihrer sich in ihrer Drehachse erstreckenden Längsachse unterschiedliche Umfangsgeschwindigkeiten aufweisen und daher nur abschnittsweise auf der zu bearbeitenden Oberfläche wie gewünscht abrollen, in anderen Abschnitten aber in unerwünschter Weise über die zu bearbeitende Oberfläche gleiten, was den Versschleiß des Rollierwerkzeugs erhöht und damit seine Lebensdauer reduziert. Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Rollierwerkzeug bereitzustellen, bei dem beim Gebrauch die Rollierrollen nicht in unerwünschter Weise über die zu bearbeitenden Oberflächen gleiten. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Rollierwerkzeug der o.g. Art mit den in Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.

Dazu ist es bei einem Rollierwerkzeug der o.g. Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass die zumindest eine Rollierrolle eine zylinderförmige Grundform aufweist und die zumindest eine Rollierrolle in radialer Richtung verlagerbar gelagert ist.

Dies hat den Vorteil, dass es keine Abschnitte mit verschiedenen Umfangsgeschwindigkeiten der zumindest einen Rollierrolle gibt, so dass es lediglich eine Abwälzbewegung der Rollierrolle auf der zu bearbeitenden Oberfläche gibt. Daher unterliegt das Rollierwerkzeug einem geringeren Verschleiß und die Bearbeitung der Oberfläche kann mit einer höheren Genauigkeit durchgeführt werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist der Rollenträger eine Drehachse auf, die im Wesentlichen parallel zu der Rollenachse verläuft. Unter im Wesentlichen wird innerhalb üblicher Fertigungstoleranzen liegend verstanden. So kann das Rollierwerkzeug einen besonders einfachen Aufbau aufweisen und ist besonders einfach zu handhaben.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist ein die zumindest eine Rollierrolle aufnehmender Rollenkäfig eine ringförmige Grundform auf, und in den Rollenkäfig ist eine Innenwalze eingesetzt, wobei die Innenwalze eine Außenfläche aufweist, und wobei die Außenfläche mit der Rollierrolle zusammenwirkt. So bewirkt die Innenwalze eine Festlegung der radialen Lage der Rollierrolle bzw. begrenzt deren Verlagerbarkeit in radialer Richtung.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weisen der Rollenkäfig und die Innenwalze eine Spielpassung auf. Dabei wird unter einer Spielpassung eine Bemassung des Rollenkäfigs und der Innenwalze verstanden, bei der sich ein mechanisches Bauteil nach der Montage gegen ein anderes Bauteil der Baugruppe bzw. Funktionseinheit frei bewegen lässt. So ist das Kleinstmaß des Innendurchmesser des ringförmigen Rollenkäfigs immer größer, im Grenzfall auch gleich groß, als das Größtmaß des Außendurchmessers der Innenwalze.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Innenwalze lösbar in den Rollenkäfig eingesetzt. So kann die Innenwalze aus dem Rollenkäfig entfernt und durch Bearbeiten einer neuen Bearbeitungssituation angepasst werden, oder es kann eine erste Innenwalze durch eine zweite Innenwalze mit einem anderen Außendurchmesser als die erste Innenwalze ersetzt werden, um so eine Veränderung bzw. Anpassung der radialen Lage der Rollierrolle bzw. der Begrenzung der Verlagerbarkeit der Rollierrolle in radialer Richtung zu bewirken.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind der Rollenkäfig und die Innenwalze aus einer unterschiedliche Materialien aufweisenden Materialpaarung gefertigt. So kann durch eine geeignete Materialpaarwahl die Reibung zwischen dem Rollenkäfig und der Innenwalze reduziert werden. Z.B. können der Rollenkäfig aus Rotguß und die Innenwalze aus Stahl gefertigt sein.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind zumindest eine Rollierrolle und der Rollenkäfig aus einer unterschiedliche Materialien aufweisenden Materialpaarung gefertigt. So kann durch eine geeignete Materialpaarwahl die Reibung zwischen der zumindest einen Rollierrolle und dem Rollenkäfig reduziert werden. Z.B. ist zumindest eine Rollierrolle aus Stahl, Hartmetall oder Vollhartmetall gefertigt.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Innenwalze flüssigkeitsführende Kanäle auf. Durch die flüssigkeitsführenden Kanäle kann Kühl- und/oder Schmiermittel der Baugruppe bestehend aus der Innenwalze und dem Rollenkäfig zugeführt werden, um so deren Kühlung und/oder Schmierung zu bewirken. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Innenwalze antriebskräfteübertragend mit einer Antriebswelle verbunden. Im Betrieb überträgt die von der Antriebwelle in Drehung versetzte Innenwalze Antriebskraft auf die zumindest eine Rollierrolle, die daraufhin ebenfalls in Drehung versetzt wird. Die zumindest eine Rollierrolle wälzt dann auf der zu bearbeitenden Oberfläche ab, die selber feststehend ist. Mit anderen Worten, es wird eine planentengetriebeähnliche Anordnung mit feststehender Außen-Hohlwelle gebildet.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind eine Mehrzahl von Innenwalzen mit unterschiedlichen Außendurchmessern zum Austausch vorgesehen. Dabei weist jede der Mehrzahl der Innenwalzen einen unterschiedlichen Außendurchmesser auf. So kann eine erste Innenwalze durch eine zweite Innenwalze mit einem anderen Außendurchmesser als die erste Innenwalze ersetzt werden, um so eine Veränderung bzw. Anpassung der radialen Lage der Rollierrolle bzw. der Begrenzung deren Verlagerbarkeit in radialer Richtung zu bewirken.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist ein Aufrauungsabschnitt mit bzgl. der Rollenachse radial nach außen vorstehenden Erhebungen vorgesehen. Die vorstehenden Erhebungen können durch eine Diamantbeschichtung gebildet sein.

Ferner gehören zur Erfindung ein derartiger Rollenkäfig, zumindest eine derartige Rollenkäfighälfte, eine derartige Innenwalze, ein Innenwalzensatz und eine derartige Baugruppe. Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in

Fig. 1 eine Explosionsdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines

Rollierwerkzeugs.

Das Rollierwerkzeug 10 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist einen Rollenträger 12, einen Halter 28, eine erste Distanzscheibe 30, eine zweite Distanzscheibe 32 und eine Kreuzmutter 34 auf. Der Rollenträger 12 weist einen im vorliegenden Ausführungsbeispiel ringförmigen Rollenkäfig 22 auf, der eine Mehrzahl von Rollierrollen 14 drehbar lagert. Hierzu ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Rollenkäfig 22 aus zwei baugleich ausgebildeten Rollenkäfighälften 36a, 36b gebildet, die zusammen eine der Mehrzahl der Rollierrollen 14 entsprechende Anzahl von Rollierrollenaufnahmen 38 bilden. Die Rollierrollenaufnahmen 38 sind dabei derart ausgebildet, dass die eingesetzten Rollierrollen 14 mit Spiel in radialer Richtung R gelagert sind.

Die Rollierrollen 14 weisen im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine im Wesentlichen zylinderförmige Grundform auf, wobei die Mantelfläche jeweils einen Abschnitt mit Erhebungen 20 aufweist, die z.B. durch eine Diamantbeschichtung gebildet sind.

Der Rollenträger 12 bildet zusammen mit einer Innenwalze 24 eine Baugruppe 44, wobei die Innenwalze 24 im vorliegenden Ausführungsbeispiel ebenfalls eine ringförmige Grundform aufweist, die in einen Innenraum des ringförmig ausgebildeten Rollenkäfigs 22 eingesetzt ist. Zwischen dem Rollenträger 12 und der Innenwalze 24 ist eine Spielpassung gegeben. Somit ist der Innendurchmesser des Rollenträgers 12 im vorliegenden Ausführungsbeispiel größer als der Außendurchmesser der Innenwalze 24. Daher begrenzt die eingesetzte Innenwalze 24 die Verlagerbarkeit der in die Rollierrollenaufnahmen 38 eingesetzten Rollierrollen 14 in radialer Richtung R, und zwar in radialer Einwärtsrichtung, während die Rollierrollen 14 weiterhin Spiel in radialer Auswärtsrichtung haben. Die Rollierrollenaufnahmen 38 sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel in Umfangsrichtung gleichmäßig voneinander beabstandet an der Außenfläche des Rollenkäfigs 22 angeordnet. Zwischen je zwei Rollierrollenaufnahmen 38 sind ferner im vorliegenden Ausführungsbeispiel je zwei Bohrungen gebildet, in die Stifte in Presspassung eingesetzt sind, um die beiden Rollenkäfighälfte 36a, 36b miteinander zu verbinden.

Der Rollenkäfig 22 und die Innenwalze 24 sind aus einer unterschiedliche Materialien aufweisenden Materialpaarung gefertigt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind der Rollenkäfig 22 aus Rotguß und die Innenwalze 24 aus Stahl gefertigt. Ferner sind auch der Rollenkäfig 22 und die eingesetzten Rollierrollen 14 aus einer unterschiedliche Materialien aufweisenden Materialpaarung gefertigt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Rollierrollen 14 aus Vollhartmetall gefertigt.

So kann durch eine geeignete Materialpaarwahl die Reibung zwischen dem Rollenkäfig 22 und der Innenwalze 24 sowie zwischen dem Rollenkäfig 22 und den Rollierrollen 24 reduziert werden. Die Innenwalze 24 weist ferner im vorliegenden Ausführungsbeispiel flüssigkeitsführende Kanäle 40 auf, um den Rollenträger 12 mit einem Schmierund/oder Kühlmittel, wie einer Wasser-Öl-Emulsion im vorliegenden Ausführungsbeispiel, zur Schmierung und Kühlung zu versorgen. Die flüssigkeitsführenden Kanäle 40 umfassen im vorliegenden Ausführungsbeispiel an den axialen Stirnseiten der Innenwalze 24 jeweils eine umlaufende Nut und sich in radialer Richtung erstreckende Kanalabschnitte.

Die flüssigkeitsführenden Kanäle 40 werden mit Schmier- und/oder Kühlmittel durch eine Austrittsöffnung 42 versorgt, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel an einer Stirnseite einer Antriebswelle 26 des Halters 28 angeordnet ist.

Die erste Distanzscheibe 30 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel am proximalen Ende des Rollierwerkzeugs 10 angeordnet, während die zweite Distanzscheibe 32 und die Kreuzmutter 34 am distalen Ende des Rollierwerkzeugs 10 angeordnet sind.

Die erste Distanzscheibe 30 weist eine größere Dicke als die zweite Distanzscheibe 32 auf, sodass das Rollierwerkzeug 10 problemlos bis auf den Grund eines als Sackloch ausgebildeten Zylinders abgesenkt werden kann, um auch dort liegende Abschnitte der Innenwand der Zylinders zu bearbeiten.

Die in Fig. 1 dargestellte Kreuzmutter 34 stellt im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine drehfeste Verbindung von einer Antriebswelle 26 des auch in Fig. 1 dargestellten Halters 28 mit der Innenwalze 24 her. Im Betrieb wird das Rollierwerkzeug 10 in Vorschubrichtung V in ein Werkstück, wie z.B. einen Zylinder eines Zylinderblocks einer Hubkolbenmaschine, eingeführt, dessen Innenfläche als Werkstückoberfläche bearbeitet werden soll. D.h., die Zylinderinnenfläche ist die zu bearbeitende Oberfläche.

Die Antriebswelle 26 setzt die Innenwalze 24 in eine Drehung um die Drehachse D des Rollenträgers 12. Die Drehung der Innenwalze 24 wiederrum bewirkt eine Drehung der Rollierrollen 14 um ihre jeweiligen Rollenachse A, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel parallel zueinander sind.

Durch die Drehung der Rollierrollen 14 um ihre jeweiligen Rollenachse A wälzen sich diese an der zu bearbeitenden Zylinderinnenfläche ab. Mit anderen Worten bildet das Rollierwerkzeug 10 eine planentengetriebeähnliche Anordnung mit der zu bearbeitenden Innenfläche des Zylinders als feststehende Außen-Hohlwelle.

Die Innenwalze 24 verhindert eine Verlagerung der Rollierrollen 14 radial einwärts in radialer Richtung R, so dass ein Kontakt der Rollierrollen 14 mit der zu bearbeitenden Innenfläche gewährleistet ist.

Aufgrund des Spiels zwischen der Innenwalze 24 und dem Rollenkäfig 22 können aber einzelnen Rollierrollen 14 durch Verlagern der Innenwalze 24 in dem ringförmigen Rollenkäfig 22 radial auswärts in radialer Richtung R verlagert werden, um so gegebenenfalls einen Kontakt der Rollierrollen 14 mit der zu bearbeitenden Innenfläche wieder herzustellen.

Um das Spiel zu verringern oder zu erhöhen, das eine Verlagerung der Rollierrollen 14 verhindert, kann die Innenwalze 24 aus dem Rollenkäfig 24 entfernt und durch eine andere, zweite Innenwalze, ausgewählt aus einer Mehrzahl von Innenwalzen mit unterschiedlichen Außendurchmessern ersetzt werden. Alternativ kann die aus dem Rollenkäfig 24 entfernte Innenwalze 24 bearbeitet werden, um deren Außendurchmesser zu reduzieren und so das Spiel zu erhöhen, dass eine Verlagerung der Rollierrollen 14 verhindert. Dies ist dann vorteilhaft, wenn ein Innendurchmesser der fertig bearbeiteten Werkstücks (Innendurchmesser Zylinders) größer als ein vorbestimmter Schwellwert ist.

Aufgrund der zylinderförmigen Grundform der Rollierrollen 14 und deren radialer Verlagerbarkeit zur Sicherstellung eines Kontaktes der Rollierrollen 14 mit der zu bearbeitenden Innenfläche gibt es keine Abschnitte mit verschiedenen Umfangsgeschwindigkeiten, so dass es lediglich eine Abwälzbewegung der Rollierrolle 14 auf der zu bearbeitenden Oberfläche gibt. Daher unterliegt das Rollierwerkzeug 10 einem geringeren Verschleiß und die Bearbeitung der zu bearbeitenden Oberfläche kann mit einer höheren Genauigkeit durchgeführt werden.